Sin título de diapositiva - ucm.es · La fibra soluble tiene estructura ramificada que le permite retener agua formando geles. ... •Celulosa β( 4) –polímeros de glucosa, 300

A. Carbajal, F. farmacia, UCM 13/02/2018

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Fibra dietética

Ángeles Carbajal Azcona - [email protected]://www.ucm.es/nutricioncarbajal/

https://www.ucm.es/innovadieta/

Componentes no digeribles, no glucémicos, de los alimentos vegetales

Componente de la dieta prudente y saludable,¿Es un nutriente?

Aspectos clave:

• Fibra dietética (FD): componente dietético complejo que incluye sustancias no digeridas de los alimentos de origen vegetal con propiedades físicas y fisiológicas muy diferentes y efectos beneficiosos para la salud.

• Las bacterias colónicas pueden fermentar la FD y los productos de esta fermentación (gas + ácidos grasos de cadena corta (AGCC)) tienen un papel metabólico destacado y en la funcionalidad intestinal.

• Fibra insoluble (FI) (Celulosa, algunas hemicelulosas y lignina). Papel destacado en la mecánica digestiva. Prevención del estreñimiento. Posible factor de protección en ECV, diabetes, obesidad, algunos tipos de cáncer.

• Fibra soluble (FS)/viscosa/fermentable (Pectinas, gomas, mucílagos, β-glucano, psyllium). Mejora de la salud y función intestinal. Puede contribuir a controlar la glucemia y la colesterolemia. Mantiene una adecuada flora intestinal.

• Fibra dietética (FD) (fibra que comemos con los alimentos), fibra funcional (FF) (fibra aislada de los vegetales y añadida a algunos alimentos por su papel en la salud), fibra total (FD + FF).

Ángeles Carbajal Azcona. Dpto de Nutrición. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid. https://www.ucm.es/nutricioncarbajal

mailto:[email protected]

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Aspectos clave:

• Papel energético: ≈ 2 kcal/g• Suficiente evidencia de relación entre consumo adecuado de fibra y:

• Mejora de salud gastrointestinal (previene estreñimiento, hemorroides, diverticulosis).

• Regulación de glucemia e insulinemia.• Reducción de hiperlipidemia, HTA y otros factores de riesgo de

enfermedad coronaria.• Reducción del riesgo de desarrollar algunos tipos de cáncer.• Aumenta la saciedad y ayuda al control del peso.


Aspectos clave:

• Objetivos nutricionales: 25-30 g/día de diferentes tipos de fibra a partir de los alimentos.

• La ingesta de fibra en España (< 20 g/d) es muy inferior a la recomendada.

• Alimentos vegetales tienen una mezcla de fibras (FI + FS)• FI: Principalmente en cereales integrales, verduras y frutas.• FS: Principalmente en legumbres, algunas frutas y verduras, avena,

cebada.• Alimentos integrales vs Alimentos refinados• Preparar una sopa de avena.






• Componentes de origen vegetal, heterogéneos (ppal/ CHO), resistentes a la digestión, potencialmente fermentables y necesarios para la salud (entidad biológica, no química):

− CHO no digeribles− CHO no glucémicos− Polisacáridos no amiláceos (NSP: Non-starch polysacharides) + lignina + almidón

resistente (AR) + alcoholes de azúcares + polifenoles− Fibra insoluble / soluble− Fibra no fermentable / fermentable− Fibra no viscosa / viscosa

Antes de 1970 no interés desde el punto de vista nutricional o de la saludEn 1970s relación con estreñimiento, diverticulosis, cáncer colon-rectal1995 Gibson y Roberfroid: Efecto prebiótico.Actualmente:

− Diferentes tipos de fibra− Efectos diversos, directos e indirectos, locales y sistémicos− Papel en la mecánica digestiva− Sustrato de fermentación colónica− Menor riesgo de cáncer de colon, enfermedad coronaria, DM2, obesidad, ..

Fibra dietética (fibra alimentaria)



Fibra dietética (FD): parte comestible de las plantas que resiste la digestión y absorción en el intestino delgado y

que experimenta una fermentación parcial o total en el intestino grueso. Su papel en la función intestinal es el

criterio que se ha utilizado para establecer las recomendaciones. Se considera que una ingesta de 25-30 g/día de

FD (14 g/1.000 kcal), procedente de alimentos –no a partir de suplementos– y de diferentes fuentes, es la

cantidad recomendada.

La relación deseable entre fibra insoluble/soluble es 3/1.

La fibra alimentaria, según sus características químicas y sus efectos en el organismo humano, se clasifica en fibra soluble y fibra insoluble.La fibra soluble tiene estructura ramificada que le permite retener agua formando geles. Es muy fermentable por la flora intestinal, capaz de producir gran cantidad de ácidos grasos volátiles (acetato, butirato, propionato). Contribuye a aumentar el bolo fecal, incrementando la masa bacteriana. Dentro de este tipo de fibra se encuentra la inulina, las pectinas, las gomas y los fructooligosacáridos. Es el tipo de fibra que predomina en las legumbres, en cereales como avena y cebada y en algunas frutas.La fibra insoluble capta poco el agua, es poco fermentable por la microbiota intestinal y sus mezclas tienen baja viscosidad. Disminuye la viscosidad del bolo alimenticio y el tiempo de tránsito intestinal. Este tipo de fibra es muy útil en la prevención del estreñimiento. Ej.: celulosa, hemicelulosa, lignina y almidón resistente. Es el tipo de fibra que predomina en el salvado de trigo, granos enteros, algunas verduras y en general, en todos los cereales.

Guías alimentarias para la población española (SENC, diciembre 2016); la nueva pirámide de la alimentación saludable. Nutr Hosp 2016;33(Supl. 8):1-48.Objetivos nutricionales para la población española. Consenso de la Sociedad Española de Nutrición Comunitaria (SENC), 2011. Rev Esp Nutr Comunitaria 2011;17(4):178-99.https://www.ucm.es/innovadieta/guias-alimentarias



https://www.ucm.es/innovadieta/guias-alimentarias



Dieta

Intestinodelgado

Colon distal

Excreción

CHOdigeribles

MonosacáridosAbsorción

Digestión

(modificado de Sánchez Muniz, 2008)(O: otros)

Glucémicos

Estómago

Colon proximal

Energía,CO2, H2, CH4

AG volátiles,Cambio pH,

Biomasa

MeteorismoFlato

CHONO digeribles

NO absorbidos

FermentablesBiodisponibles

NoGlucémicos

Total oparcialmente

Heces


Absorción

“And this I know, moreover, that to the human body it makes a great difference whether the bread be fine, or coarse; of wheat with or without the hull, whether mixed with much or little water, strongly wrought or scarcely at all, baked or raw and a multitude of similar differences; and so, in like manner, with the cake; the

powers of each, too, are great, and the one nowise like the other. Whoever pays no attention to these things, or, paying attention, does not comprehend them, how

can he understand the diseases which befall a man?”(Hipócrates, 400 aC) (Lunn y Buttriss, 2007).

“Sé que el cuerpo humano distingue entre el pan fino y el basto; de trigo con o sin cáscara, mezclado con mucha o con poco agua, decorado o no, cocido o crudo, y un gran número de diferencias similares. Y también, de la misma forma, ocurre con el

pastel. Su importancia es grande. Quien no se fija en estas cosas o no las comprende, ¿Cómo puede comprender las enfermedades que afectan al hombre?”


Un poco de historia





Hipsley (1953)Usa por primera vez el término fibra dietética para describir los componentes no digeribles de las plantas queforman parte de su pared celular (celulosa, hemicelulosa, lignina).Concepto botánico-fisiológico.

Burkitt y col. (1972)“Hipótesis de la fibra dietética”: “La población africana presenta baja prevalencia de alteraciones intestinales(estreñimiento, diverticulosis, cáncer colon-rectal) comparada con la población occidental” Relación con laingesta de fibra.Relación con la salud.

Trowell (1972)Describe la fibra: “Material procedente de la pared celular de los vegetales que apenas es digerido por elhombre y proporciona mayor volumen a las heces”. Polisacáridos vegetales y lignina que son resistentes a lahidrólisis por los enzimas digestivos del hombre.Trowell y col. (1976)Se incluyen otros componentes como gomas y mucílagos.Rojas (1994)"La fibra no es una sustancia, sino un concepto, más aun, una serie de conceptos diferentes en la mente delbotánico, químico, fisiólogo, nutriólogo o gastroenterólogo".Gibson y Roberfroid (1995)Efecto prebiótico.1990-2000. Fibra soluble/insoluble; Fermentable/no fermentable2000. Fibra dietética y fibra funcional


Un poco de historia

Definición (2001)"La fibra dietética es la fracción de la parte comestible de las plantas o hidratos de carbono análogos (componentes vegetales) que son resistentes a la digestión y absorción en el intestino delgado, con fermentación completa o parcial en el intestino grueso por bacterias colónicas. La fibra dietética incluye polisacáridos, oligosacáridos, lignina y sustancias asociadas de la planta. Las fibras dietéticas promueven efectos fisiológicos beneficiosos: efecto laxante, control de la colesterolemia y de la glucemia"American Association of Cereal Chemists (AACC, 2001)

Componentes• De la pared celular: Celulosa, Hemicelulosas, Pectinas• De reserva: Goma Guar, Inulina, β-glucano, Polisacáridos de algas• Exudados: Gomas, Mucílagos


Otras definiciones:(Table I) El Khoury D, Cuda C, Luhovyy BL, Anderson GH. Beta glucan: health benefits in obesity and metabolic syndrome. J Nutr Metab. 2012;2012:851362. https://www.hindawi.com/journals/jnme/2012/851362/

EFSA Journal 2010; 8(3):1462. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/epdf




https://www.hindawi.com/journals/jnme/2012/851362/

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/epdf



IOM (2005)Fibra total = fibra dietética (FD) + fibra funcional (FF)

Fibra dietética (FD)CHO no digeribles y lignina, intrínsecos e intactos en el vegetal.La fibra que va con el alimento (que también aporta otros nutrientes)(Ej. Celulosa, hemicelulosas, pectinas, AR, ..)

Concepto nuevoFibra funcional o añadida (FF)Aislada, separada del alimento o sintetiza en el laboratorioEfectos beneficiosos:

• Efecto laxante• Efecto prebiótico• Control de los niveles de colesterol• Atenuación de la respuesta glucémica

(Ej. psyllium, β-glucano, FOS, inulina, maltodrextrina resistente)



1. Azúcares o CHO simples (mono y disacáridos)2. Oligosacáridos (3-9 monosacáridos)

I. Alfa-glucanosDextrinas límite o maltodextrinas(productos de hidrólisis parcial del almidón; no se encuentran en alimentos)Fórmulas infantiles, enterales, suplementos deporte, ..

Bien digeridos y absorbidos, excepto las maltodextrinas resistentes (FD)

II. No alfa-glucanosa) Fructo-oligosacáridos:

Inulinas (Polímeros de fructosa: <60)b) Galacto-oligosacáridos:

• Rafinosa• Estaquiosa• Verbascosa

No digeridos en IDAlcanzan el colon degradados por la microbiota (gas + AGCC)CHO no glucémicosSe incluyen dentro de la fibra dietética (FD)


Hidratos de carbono de especial relevancia en

la alimentación humana

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1021949816301429



https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1021949816301429



3. Polisacáridos (10+ monosacáridos) (CHO complejos)I. Alfa-glucanos

Polímeros de glucosa uniones α(14) y ramificaciones α(16)a) Almidón (Almacenamiento de CHO en plantas)

Mezcla de1. Cadenas lineales: Amilosa α(14)2. Cadenas ramificadas: Amilopectina α(14) y α(16)

Amilopectina/Amilosa = 3/1 – 4/1Bien digerido y absorbidoAlgunas formas resistentes alcanzan el colon: Almidón resistente (Fibra)

b) Glucógeno (Almacenamiento de CHO en animales)

II. No α-glucanos (Fibra dietética)

Polisacáridos no amiláceosHidratos de carbono NO digeribles, NO glucémicos




II. No α-glucanos: Fibra dietéticaPolisacáridos no amiláceosHidratos de carbono NO digeribles, NO glucémicos

a) De la pared celular• Celulosa β(14) –polímeros de glucosa, 300 a 3.000,

cadenas lineales–• Hemicelulosa –polímeros de pentosas–• Pectinas

b) De depósito• Goma Guar• Inulina [polímeros de fructosa (2-150 u), cebolla, espárrago,

alcachofa, plátano, patata (dieta: unos 10 g/día)]

c) Exudados, gomas, mucílagos, agar

No digeridos en ID, alcanzan el colon: algunos son fermentados casi totalmente (gas + AGCC) (fibras solubles, viscosas) y otros en menor proporción (fibras insolubles, ej. celulosa, hemicelulosas)








Alfa-glucanos:Ej. Almidón, … (enlaces alfa = digerible)

Glucanos = polímeros de glucosa

Almidón Fibra:celulosa

Importancia de la estructura

Celulosa = (14)β-glucano no ramificadoPared celularInsoluble

β-glucano = (13), (14)-β-glucanoReservaSoluble y viscosa

β(13) = Irregular y Flexible = ↑ solubilidad en agua y viscosidad

Beta-glucanos:(enlaces beta = NO digerido fibra dietética)

Excepto lignina y AR

No atacados por enzimas digestivos pero si por la microflora


Importancia del tipo de enlace glucosídico:Si el CHO es digerido o no por enzimas del digestivo humano

Glucógeno

Hidratos de carbonoSustancias asociadas

Análogos de carbohidratos

Oligosacáridos resistentes

Polisacáridos no amiláceos • Lignina• Fitatos• Cutinas y

suberinas• Ceras• Saponinas• Compuestos

fenólicos (Taninos)

• Proteína• Ca2+, Na2+,

Mg2+

Solubles Insolubles

• Dextrinas resistentes:− Maltodextrinas

resistentes (FS)• De síntesis:

− Polidextrosa− Metilcelulosa (NF)

• Almidón resistente (FI)

• Rafinosa• Estaquiosa• Verbascosa• Inulina• FOS• GOS

• Hemicelulosas− Arabinoxilanos, ..

• β-glucano• Pectinas• Gomas• Mucílagos• Alginatos• Carragenatos• Galactomanano

• Celulosa• Hemicelulosas

Fibra soluble Fibra insoluble

Fermentable(>70%)

Parcialmente fermentable

(10-70%)

Muy poco fermentable

<10%

Clasificación de fibra dietética

FI: fibra insoluble; FS: fibra soluble; NF: no fermentable

(Modificado de Ruiz-Roso, 2012; Fuentes-Zaragoza y col., 2010; http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/1462.pdf )



http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/1462.pdf




cellulose - glucose polymer linked 14

O

OH

OH

CH2OH

O

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2OH

O

OH

OH

CH2OH

O O O O

chitin - N-acetylglucosamine polymer linked 14

O

OH

CH2OH

O

O

OH

CH2OH

O

OH

CH2OH

O

OH

CH2OH

O O O O

HN C CH3

O

HN C CH3

O

HN C CH3

O

HN C CH3

O

pectin - galacturonic acid polymer linked 14, partially methylated; some glactose and/or arabinose branches

O

OH

OH

COOH

O

OH

OH

COOH

O

OH

OH

CO CH3

O

OH

OH

COOH

O O O OO

O CH2

OH

OH

O

HOCH2

O CH2

OH

OH

HOCH2

O CH2

OH

OH

HOCH2

O CH2

OH

OH

HOCH2

O

O

O

O

inulin - fructose polymer linked 21

The major types of non-starch polysaccharide

(Bender, 2002. Capítulo 4)

Celulosa (14)β-glucano no ramificado

http://www.food-info.net/es/qa/qa-wi6.htm

Fibras de origen animalSustancias análogas a los hidratos de carbono que se encuentran principalmente en alimentos de origen animal.Quitina y Quitosán forman parte del esqueleto de los crustáceos y de la membrana celular de ciertos hongos.


No es un CHOCompuesto polifenólico (polímero de fenilpropano), químicamente unido a hemicelulosas en la pared celular

Contribuye a dar rigidez a la pared celular Resistencia a impactos y flexionesMayor resistencia al ataque de microorganismos

No se digiereNo se absorbeNo es atacada por la microflora bacteriana del colon

Componente minoritario en la dietaVerduras, hortalizas y frutas = 0,3% (maduras)Salvado de cereales = 3%

Posible papel en la salud:Capacidad de unirse a sales biliares y a colesterol retrasando o disminuyendo su absorción en ID

Lignina






≈ 8-20% almidón de la dieta escapa a la digestión(personas sanas)

Almidón ingerido = 120-150 g/dAR = 10-40 g/día (ej. Plátano verde: 90%)Sustrato para fermentación bacteriana colon

Almidón resistente (AR) (fermentable)

CHO totales = 240 – 280 g/día≈ 50% almidón (120 – 150 g/d) (20-22% kcal)

50% restante procede de azúcares:• Sacarosa = 40-80 g/d• Lactosa = 20 g/d• Glucosa = 10-20 g/d• Fructosa = 10- 20 g/d


(Finocchiaro, 2007)


Fuentes de almidón resistente





¿Por qué escapa a la digestión?• Estructura celular inaccesible físicamente al enzima• Estructura cristalina, resistente a las amilasas• Recristalización o retrogradación: almidón retrógrado

Raw starch : insoluble in cold water, low digestibility Cooking with water and heat – Gelatinisation : destruction of the cristalline structure, starch granule swelling increased digestibility – Retrogradation of starch (semi-cristalline structure) with cooling decreased digestibility



Tipos:

• AR1 (atrapado): Almidón físicamente inaccesible (Granos y semillas parcialmente

molidos, legumbres).

• AR2 (cristalizado): No puede ser atacado enzimáticamente si antes no se gelatiniza

(Patatas crudas, plátano verde, harina de maíz, cereales, legumbres).

• AR3 (retrogradado): Derivados de almidón tratados con calor y enfriados.Al calentar el almidón en presencia de agua se produce una distorsión de las cadenas de polisacáridos adquiriendo

una conformación al azar (gelatinización). Al enfriarse comienza un proceso de recristalización (retrogradación) (pan, copos de cereales, patatas cocidas y enfriadas y alimentos precocinados).

• AR4 (modificado industrialmente)• AR5Health effects of resistant starch, BNF, 2017- http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nbu.12244/full




http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nbu.12244/full





Concepto clásico de fibra

Ej.: Intolerancia a la lactosa, celiaquía, Enf. Crohn, esprue tropical, ..


Tipos de fibra dietética y papel en la salud

• Fibra insoluble / soluble• Fibra no fermentable / fermentable• Fibra no viscosa / viscosa

Algunas FS (pectinas, β-glucano y psyllium) forman soluciones viscosas en agua.Otras NO (oligosacáridos resistentes).Algunas FI fermentan y algunas FS no fermentan.

WHO/FAO (1998) recomienda NO usar esta clasificación.‹Esta diferenciación en soluble/insoluble no tiene en cuenta el “metabolismo” que se

produce en el intestino grueso. La fermentación produce compuestos con efectos relevantes para la salud que no se relacionan directamente con su carácter

soluble/insoluble›.http://www.fao.org/docrep/W8079E/w8079e00.htm#Contents

Carbohydrates in human nutrition (FAO, 1998)



http://www.fao.org/docrep/W8079E/w8079e00.htm#Contents




Efectos fisiológicos de la fibra (locales y sistémicos) gracias a:

• Capacidad de hidratación (Water-Holding Capacity (WHC), retener /absorber agua, volumen, mecánica digestiva) (FI/FS)

• Viscosidad (ralentiza vaciamiento y altera la mezcla de componentes digestivos) (FS)• Capacidad adsortiva, intercambio iónico (unir (adsorber) lípidos, glucosa, sales

biliares, fármacos, NH3, minerales, carcinógenos, ....) (lignina, FS, FI)• Fermentabilidad (salud intestinal) (FS/FI)

- Parte superior del aparato digestivo: Viscosidad Capacidad de hidratación (absorber o retener agua) Capacidad para unir minerales, lípidos y sales biliares

- Parte inferior del aparato digestivo: Capacidad de hidratación (retener o absorber agua) Presión intraluminal en colon Adsorción de sustancias Fermentabilidad [beneficios sobre flora bacteriana y huesped

(locales y sistémicos)]


Efectos fisiológicos de la fibra (locales y sistémicos) gracias a:• Hidratación (Water-Holding Capacity (WHC))• Viscosidad• Capacidad adsortiva, intercambio iónico• Fermentabilidad

AR

InulinaFOS

100% 55% 40%20-80%

100% 100% 100% 100% 0%

60-90% 60-90%Potencialmente fermentable (%) (FAO, 1998)

Más del 50% de la fibra consumida es degradada en el colon,el resto es eliminada con las heces

Fibra

Advanced Nutrition and Human Metabolism. Sareen S. Gropper,Jack L. Smith, 2012






Fermentabilidad (%)

Celulosa 20-80Hemicelulosas 60-90Pectinas 100Goma guar 100Ispaghula (Semillas de Psyllium) 55Salvado de trigo 50Almidón resistente 100Inulina, oligosacáridos 100

(si no están en cantidades excesivas)

http://www.fao.org/docrep/W8079E/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre

Fermentación en el colon (FAO, 1998)

Todos los tipos de FD (excepto lignina) pueden ser fermentadas por las bacterias colónicas (solubles en mayor proporción que las insolubles)



(Churruca, 2011)(García-Peris y col., 2007)

(Fermentación: no coincide con el término soluble / insoluble)


Todos los tipos de FD (excepto lignina) pueden ser fermentadas por las bacterias colónicas (solubles en mayor proporción que las insolubles)


http://www.fao.org/docrep/W8079E/w8079e0l.htm#physiological%20effects%20of%20dietary%20fibre





Dieta

Intestinodelgado

Colon distal

Excreción

CHOdigeribles

MonosacáridosAbsorción

Digestión

(modificado de Sánchez Muniz, 2008)(O: otros)

Glucémicos

EstómagoRetraso vaciado gástrico↑ Distensión estómagoRalentiza absorción de nutr.

Retiene agua, aumenta volumen,Ablanda heces

Acelera tránsito intestinalMenor presión intraluminal

Viscosidad: Adsorbe colest., ác. biliares, minerales, metales pesados, …

FermentaciónEfecto prebióticoEfecto trófico↑Absorc. minerales

Colon proximal

Previene /Protege

SaciedadObesidad

DM2Hipercol.

ECVHernia de hiato

EstreñimientoHemorroidesDivertículosApendicitis

Cáncer de colonFlora bacterianaSalud intestinalEnf. Infl. Intest.

(-) Densidad energéticaBajo IG

Energía,CO2, H2, CH4

AG volátiles,Cambio pH,

Biomasa

MeteorismoFlato

No digeridosNo fermentados

AGCC, Bacterias, ..

FI FS O

CHONO digeribles

NO absorbidos

FermentablesBiodisponibles

NoGlucémicos

FI FS AR

Total oparcialmente

Heces

Viscosidad: Adsorbe NH3, carcinógenos, tóxicos, …


Absorción

Gran capacidad para retener agua (efecto esponja):- Mayor volumen de la masa fecal estimula el peristaltismo colónico- Facilita el tránsito intestinal: Aumenta la velocidad de paso (reduce el tiempo de

tránsito intestinal)- Aumenta la frecuencia de defecación (efecto laxante)- Efecto trófico sobre el epitelio buen funcionalismo del colon.

Principalmente en cereales y derivados (integrales)

Previene estreñimiento, diverticulosis, hemorroidesFactor de protección en cáncer de colon:

- Dilución de carcinógenos- Adsorción de carcinógenos- Menor tiempo de contacto con carcinógenos

Efectos de Fibra no fermentable en el colon, en la mecánica digestiva

• Celulosa• Algunas hemicelulosas• Lignina






Aumento medio del peso de las heces (g) por g de fibra ingerida

Salvado de trigo 5,7Frutas y hortalizas 4,7Psylium 4,0Gomas y mucílagos 3,7Celulosa 3,5Salvado de avena 3,4Salvado de maíz 3,3Legumbres 2,2Pectina 1,3Inulina 1,0

Cummings JH. The effect of dietary fibre on fecal weight and composition (pag 263-333). In: Spiller GA, ed. CRC Handbook of Dietary Fibre in Human Nutrition. CRC Press, Boca Raton, FL, 1993


Aumento del peso de las heces según cantidad de fibra ingerida

Tiempo de tránsito






•“Wheat bran fibre contributes to an increase in faecal bulk”.

•“Wheat bran fibre contributes to a reduction in intestinal transit time”.

•The Panel concludes that a cause and effect relationship has not been establishedbetween the consumption of wheat bran fibre and contribution to the maintenance or achievement of a normal body weigh.


Preparar una sopa de avena

Geles muy viscososRetienen gran

cantidad de agua

• Solubilidad• Viscosidad• Fermentabilidad

Principalmente en legumbres, frutas (manzanas, naranjas, plátanos, ..), verduras (espinacas, coliflor, ..) cereales (avena y cebada)

• Pectinas• B-glucano• Psyllium, ..• Gomas, mucílagos• FS, FV, ….

Retrasa vaciado gástrico

↑ Viscosidad capa acuosa

Regula glucemia y secreción de insulina

↑ Distensión abdominal

↑ Sensación de saciedad

Control de ingesta Control del peso

Adsorbe: Sales biliares Colesterol Lípidos

↑ Eliminación fecal Control de

colesterolemia

Adsorbe minerales (Ca, Zn, Fe, ..)

Si la FD fermenta, se liberan y absorben

Generalmente no hay problemas con el estado nutricional

Prácticamente NO efecto sobre masa fecal. El agua retenida se pierde al fermentar.






(Churruca, 2011)

Relación inversa entre fermentación y masa fecal

Incremento en el peso de las heces según fibra ingerida

Peso de heces en personas sanas tras la adición de fibra a la dieta (g/d)

Fermentabilidad (%)

Celulosa 20-80

Hemicellulosas 60-90

Pectinas (FS) 100


• Solubilidad• Viscosidad• Fermentabilidad

Principalmente en legumbres, frutas (manzanas, naranjas, plátanos, ..), verduras (espinacas, coliflor, ..) cereales (avena y cebada)

• Pectinas• B-glucano• Psyllium, ..• Gomas, mucílagos• FS, FV, ….

Efectos:a) Flora (Efecto prebiótico):

• Modula composición de microbiota• Aumenta la resistencia a la colonización de patógenos• Reduce producción de sustancias tóxicas

b) Huésped: Intestino:

• Aumenta peristaltismo• ↓ [Sustancias tóxicas]• ↑ [AGCC: ej. butírico]• ↑ Absorción de minerales

Sistémicos:• Hipocolesterolemia• Mejora resistencia a insulina






Fermentación bacteriana (FS y FI)

GASESCO2, H2, CH4

Favorece absorción de Nutrientes: Ca, Mg, ..

Aire espiradoFlato

Meteorismo

Lactato+

Otros AGCC

↓ pH

Butirato(20%)

Acetato(60%)

Propionato(20%)

Formato

Control crecimiento bacteriano patógeno

↓ síntesis ác. Biliares secundarios

(+) Absorción Na+ y H2O(control diarreas)

Vena porta

Hígado

Energía2 kcal/g

Efecto Prebiótico:Lactobacillus y Bifidobacterium

Clostridium, Salmonella, Echerichia

COLONOCITO

AGCC:• Integridad pared intestinal• Crecimiento y diferenciación de

colonocitos• Inhibición crecimiento líneas

tumorales y apoptosis• Modulación de expresión genes

relacionados con estrés oxidativo, inflamación, inmunidad, ..

FIBRAAGCC

↓ Glucemia postprandial↑sensibilidad a insulina

Inhiben HMGCoA reductasa

↑ motilidad colónica


Efecto prebiótico

A prebiotic was first defined as ‘‘a nondigestible food ingredient that beneficially affects the host by selectively stimulating the growth and/or activity of one or a limited number of bacteria in the colon, and thus improves host health.’’Gibson GR, Roberfroid MB: Dietary modulation of the human colonic microbiota: introducing the concept of prebiotics. J Nutr 1995;125:1401–1412.

A prebiotic is ‘‘a selectively fermented ingredient that allows specific changes, both in the composition and/or activity in the gastrointestinal microflora that confers benefits upon host well-being and health.’’ Presently there are only 2 food ingredients that fulfill these criteria, i.e., inulin and trans-galactooligosaccharides (TOS).Roberfroid M. Prebiotics: The concept revisited. J Nutr. 2007;137(suppl):830S-837S.

Andrew Syred/Photo Researchers, Inc.

Lactobacillus

Scimat/Photo Researchers, Inc.Bifidobacterium







Saura-Calixto; J. Agric. Food Chem. 2012, 60, 11195-11200.

Total España 2.591–3.016 mg/día

1.106 mg/día

1.910 mg/día

Biodisponibilidad<10%

(Martin y Appel, 2010)

Fermentación colónica- Efectos locales

- Efectos sistémicos

Known and missing dietary polyphenols






↑ excreción de lípidos

↑ actividad antioxidante intestinal

Modulan crecimiento de Lactobacilus

1.106 mg/día

1.910 mg/día

Efectos sistémicos

Efectos locales

Potencial efecto “prebiótico” de los polifenoles no extraíbles(Goñi y col., 2005; Stevenson y col., 2007; Hevert y col., 2009; López-Oliva y col., 2012; Pozuelo y col., 2012; Saura, 2012)


Siguiendo las recomendaciones de la FAO (2003), se ha incluido el valor calórico de lafibra (2 kcal/gramo de fibra) en el contenido energético de los alimentos. En dichoinforme se indica que: “se considera fermentable el 70 por ciento de la fibraalimentaria en alimentos tradicionales. Por consiguiente, es conveniente que el valorenergético medio para la fibra alimentaria sea de 8 kJ/g (2 kcal/g)”. Igualmente, enla normativa más actual sobre etiquetado nutricional (Real Decreto 1669/2009) y en lacorrespondiente Directiva 2008/100/CE de la Comisión Europea de 28 de octubre de2008, se incluye este factor de conversión.

FAO. Food energy - methods of analysis and conversion factors. Report of a Technical Workshop, Roma, 3-6 Dic 2002. Food and Nutrition Paper 77. Roma, 2003. ISSN0254-4725. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/006/y5022e/y5022e00.pdf

17652 Real Decreto 1669/2009, de 6 de noviembre, por el que se modifica la norma de etiquetado sobre propiedades nutritivas de los productos alimenticios,aprobada por el Real Decreto 930/1992, de 17 de julio. BOE de 7 de noviembre de 2009. http://www.boe.es/boe/dias/2009/11/07/pdfs/BOE-A-2009-17652.pdf

DIRECTIVA 2008/100/CE DE LA COMISIÓN de 28 de octubre de 2008 por la que se modifica la Directiva 90/496/CEE del Consejo, relativa al etiquetado sobrepropiedades nutritivas de los productos alimenticios, en lo que respecta a las cantidades diarias recomendadas, los factores de conversión de la energía y lasdefiniciones. http://www.boe.es/doue/2008/285/L00009-00012.pdfhttp://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:285:0009:0012:EN:PDF

Ángeles Carbajal Azcona. Departamento de Nutrición. Facultad de Farmacia. Universidad Complutense de Madrid


ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/006/y5022e/y5022e00.pdf

http://www.boe.es/boe/dias/2009/11/07/pdfs/BOE-A-2009-17652.pdf

http://www.boe.es/doue/2008/285/L00009-00012.pdf

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:285:0009:0012:EN:PDF



“Cambios terapéuticos de estilo de vida” para reducir LDL-col.

(Therapeutic Lifestyle Changes (TLC)):

Un incremento de 5-10 gramos/día de fibra viscosa reduce en

un 5% LDL-colesterol. Incluso cantidades de 10-25 g/día

pueden ser beneficiosas

National Cholesterol Education Program (NCEP), Adult

Treatment Panel III (ATP III) (Circulation, 2002):

Third Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation, and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatment Panel III) Final Report

http://www.nhlbi.nih.gov/guidelines/cholesterol/atp3full.pdf

Efectos hipocolesterolémicosViscosidad y fermentabilidad

(5-10 g de FV 5% LDL-col)

PectinasPsyllium

B-glucano


EEUU (FDA, 21-enero-1997)(US FDA final rule for federal labelling: health claims: oats and coronary heart disease. Fed Regist 1997;62:3584-681).

http://www.cfsan.fda.gov/~lrd/fr970331.html

“Una dieta alta en fibra soluble de avena integral y baja en grasa saturada y colesterol puede reducir el riesgo coronario”

Consumo de 4 raciones diarias (0,75 g/ración: 3 g/día) reduciría un 5% los niveles de colesterol riesgo coronario

Primer alimento con Health Claims: avena, betaglucano y colesterol

Las declaraciones de propiedades saludables de los alimentos solamente pueden autorizarse después de efectuar una evaluación científica del nivel más elevado posible

Reglamento (CE) Nº 1924/2006 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 20 diciembre 2006, relativo a las declaraciones nutricionales y de propiedades saludables en los alimentos.


http://www.nhlbi.nih.gov/guidelines/cholesterol/atp3full.pdf


http://www.cfsan.fda.gov/~lrd/fr970331.html




Consuming diets high in total fiber (17-30 g/d) and soluble fiber (7-13 g/d) as part of a diet low in SFA and cholesterol can further TC by 2%-3% and LDL

cholesterol up to 7%(van Horn y col., J Am Diet Assoc 2008;108:287-331)

Grade I: Good

The evidence consists of results from studies of strong design for answering the question addressed. The results are both clinically important and consistent. The results are free of serious doubts. Studies with negative results have sufficiently

large sample sizes to have adequate statistical power.

ADA’s Evidence Analysis Library (EAL)

Use of systematically reviewed scientific evidence in making food and nutrition practice decisions by integrating best available evidence with professional expertise and client values to improve outcomes.


Maintenance of normal blood cholesterol concentrations. On the basis of the data available, the Panel concludes that a cause and effect relationship has been established between the consumption of beta-glucans and the reduction of blood cholesterol concentrations. The following wording reflects the scientific evidence: “Regular consumption of beta-glucans contributes to maintenance of normal blood cholesterol concentrations”. In order to bear the claim, foods should provide at least 3 g/d of beta-glucans from oats, oat bran, barley, barley bran, or from mixtures of non-processed or minimally processed beta-glucans in one or more servings. The target population is adults with normal or mildly elevated blood cholesterol concentrations.

Maintenance or achievement of a normal body weight. The claimed effect is “weight control”. The Panel considers that maintenance or achievement of a normal body weight is beneficial to human health. None of the references presented addressed the effects of beta-glucan consumption on body weight. On the basis of the data available, the Panel concludes that a cause and effect relationship has not been established between the consumption of beta-glucans and the maintenance or achievement of a normal body weight.






The Panel concludes that a cause and effect relationship has been established between the consumption of oat beta-glucan and lowering of blood LDL-cholesterol concentrations. The Panel considers that the following wording reflects the scientific evidence: “Oat beta-glucan has been shown to lower/reduce blood cholesterol. Blood cholesterol lowering may reduce the risk of (coronary) heart disease”. The Panel considers that, in order to bear the claim, foods should provide at least 3 g of oat beta-glucan per day. This amount can reasonably be consumed as part of a balanced diet. The target population is adults who want to lower their blood cholesterol concentrations.


Health Claims de avena, betaglucano y colesterol

• Maintenance of normal blood LDL-cholesterol concentrations. A claim on beta-glucans and maintenance of normal blood cholesterol concentrations has already been assessed with a favourable outcome.

• Increase in satiety leading to a reduction in energy intake. On the basis of the data presented, the Panel concludes that a cause and effect relationship has not been established between the consumption of beta-glucans from oats and barley and a sustained increase in satiety leading to a reduction in energy intake.

• Reduction of post-prandial glycaemic responses. On the basis of the data presented, the Panel concludes that a cause and effect relationship has been established between the consumption of beta-glucans from oats and barley and a reduction of post-prandial glycaemic responses. The Panel considers that in order to obtain the claimed effect, 4 g of beta-glucans from oats or barley for each 30 g of available carbohydrate should be consumed per meal. The target population is individuals who wish to reduce their post-prandial glycaemic responses.

• “Digestive function”. The claimed effect is “beta-glucan improves digestive function”. The Panel assumes that the target population is the general population. The Panel considers that “improving digestive function” without specification of the nutrients which are the target of the claim is not sufficiently defined.






Posibles mecanismos de acción de fibra viscosa para reducir colesterol total y LDL-colesterol

• Capacidad para fijar ácidos biliares en el intestino delgado aumenta suexcreción fecal LDL-col en sangre

• Mayor viscosidad en el ID y mayor resistencia de la capa acuosa (“unstirred water layer”) próxima a la mucosa limita la absorción de colesterol mejora la lipemia postprandial

• Reduce la tasa de absorción de glucosa↓insulinemia ↓síntesishepática de colesterol

• Fermentación de la fibra soluble en el colon AGCC ↓síntesis hepáticade colesterol

Viscosidad (solubilidad) (90% de efectos)Capacidad de “secuestrar” ácidos biliaresFermentabilidad (efecto prebiótico)

1. Reduce la reabsorción de ácidos biliares2. Reduce la absorción de colesterol3. Reduce la síntesis hepática de colesterol

Efectos localesEfectos sistémicos

B-glucanoPectinasPsyllium

Goma guar

Beta-glucano y colesterol

https://www.ucm.es/data/cont/docs/458-2013-07-24-CARBAJAL-Betaglucano-colesterol-colegio-Fcos-nov-2009.pdf


Mecanismos de acción del betaglucano

cc

c

cc

c

cc

c

Ác. biliares (con colesterol)

c

Ácidos biliares

Betaglucano

Colesterol

c

BG

Intestino

Alimentos,

dieta

BG

BG

BGcc

c

c

cc

c

c

cc

c

c

ccBG

BG

BG cc

c

c

c

c

BG

BG

c

c

BG

BG

[1]

Aumenta la eliminación deácidos biliares, colesterol, grasas

en heces

BG

BG

BG

[1] ↑↑ Viscosidad: Fija ác. biliares ↓↓ reabsorción

intestinal y aumenta su eliminación

Absorción de colesterol

Reabsorción de ác. biliares

Sangre

cc

c

c

- HDLcol

- LDLcol

BG

BG

BG

[1]

Hígado: aumenta la síntesis de ác. biliares a partir de colesterol

BG

BG

BG

BG

[2]

[2-3]

Hígado: síntesis de col.

↑expresión de receptores LDL-col

BG

BG

BG

• Tasa de absorción de glucosa insulinemia

• Fermentación de la fibra en el colon AGCC

Inhiben HMGCoA reductasa[3]








Acetil-CoA

HMG-CoA

Ac Mevalónico

Colesterol

LDL

LDL LDL

Reciclado y síntesis de ácidos biliares

Ác. Biliares

7-α-hidroxilasa

+Intestino

90-95%

Keith Channon. Department of Cardiovascular Medicine. University of Oxford. John Radcliffe Hospital, Oxford


Acetil-CoA

HMG-CoA

LDL

LDL

LDL

LDL

LDL

LDL

Intestino

90-95%

LDL-col en sangre

7-α-hidroxilasa

Ac Mevalónico

Colesterol

Ác. Biliares



Reciclado y síntesis de ácidos biliares





Acetil-CoA

HMG-CoA

Ac Mevalónico

Colesterol

VLDLLDL

LDL

LDL

AGCC

Insulina

Glucagón+

-

-

Metabolismo del colesterol – Regulación de HMG CoA Reductasa



Acetil-CoA

HMG-CoA

Ac Mevalónico

VLDLLDL

LDL

Colesterol

LDL

LDL

LDL

LDL

AGCC Insulina

Glucagón

+

-

-

LDL-col en sangre



Metabolismo del colesterol – Regulación de HMG CoA Reductasa





Fibra y salud• Regula la evacuación y evita el estreñimiento• Mejora la tolerancia a la glucosa y la respuesta a la insulina• Reduce el colesterol sanguíneo• Reduce el riesgo de algunos tipos de cáncer (colon)• Aumenta la saciedad y ayuda al control del peso• Mejora la salud y funcionalidad gastrointestinal• Favorece el crecimiento de flora bacteriana deseable

FDA:•Diets low in saturated fat and cholesterol and rich in fruits, vegetables and grain productsthat contain dietary fiber may reduce risk of heart disease.•Low-fat diets rich in fiber-containing grains, fruits and vegetables may reduce risk ofsome types of cancer (at least 3 servings whole grain).

Tratamiento o prevención de:• Estreñimiento (20% de la población) (+ ejercicio físico + ingesta de agua)• Obesidad• Hipercolesterolemia• Diabetes

20-30 g/d fibra total pueden reducir 12-20% riesgo cardiovascular


Comparisons between countries/population groups or over time

Case control or cohort studies

Experimental studies

Randomisedcontrolled trials

Type 2 diabetes/prediabetes ++ +++ +++ ++

Coronary heart disease ++ ++ ++ ++

Obesity ++ ++ ++ ++

Constipation ++ − +++ +++

Diverticular disease ++ ++ ++ ++

Colon cancer ++ ++ ++ −

Appendicitis + + − −

Gallstones/cholecystitis + + − −

Peptic ulceration − − − −

Ulcerative colitis/Crohn's disease − − − −

Varicose veins/haemorrhoids + − − −

Evidence for preventive or therapeutic role of dietary fibre in frequentlyoccurring chronic diseases (Mann, Cummings, 2009)

+ = Protective or therapeutic effect;+++ = Strongly protective or beneficial;− = No or inadequate data (the grading of the evidence is based somewhat arbitrarily upon the authors' assessmentof the published literature).






Fuentes dietéticasCelulosa: Cereales integrales, legumbres, verduras de hojaTrigo y maíz: mayor proporción de FI (celulosa y hemicelulosa)También tienen ligninaPectinas: Principalmente frutas y verdurasGomas: Se usan como aditivosMucílagos: SemillasBeta-glucano: Avena, cebada, centenoFructo-oligosacáridos e Inulina. Alcachofa, ajo, cebolla, achicoria, espárrago, plátano, patata(dieta: unos 10 g/día)Galacto-oligosacáridos: Leche de vaca, legumbresRafinosa, verbascosa, estaquiosa: LegumbresAlmidón físicamente inaccesible (AR1): Granos y semillas enteros o parcialmente molidos,legumbres y pastaGránulos de AR (AR2): Patata cruda, plátanos no maduros, algunas legumbres, almidones conalto contenido en amilosaAlmidón retrógrado (AR3): Patatas, pan y copos de maíz cocinados y enfriadosFibra funcional añadida a alimentos (lácteos, cereales, bebidas, ..) (alimentos funcionales)Hongos: quitinaAlgas: agar y carragenanos



Trigo: 90% insoluble y 10% solubleAvena: 50% insoluble y 50% solublePsyllium: 10% insoluble y 90% soluble





25-30 g/día de fibra de diferentes fuentes (10-14 g /1000 kcal)

Niños (2-18 años) = edad + 5 gramos/día

No hay RD específicas para niños menores de 2 años ni para ancianos

Relación fibra insoluble/soluble (FI/FS) = 3/1 (1,5 – 3)75% FI y 25% FSPersonas mayores: 50% FI

- 3 raciones/día de verduras y hortalizas- 2 raciones/día de fruta. Mejor enteras que en zumo- 6 raciones/día de cereales, preferiblemente integrales - 4-5 raciones/semana de legumbres

Objetivos nutricionales


EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (2010a) Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA Journal 8: 1462.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/fullhttp://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1462

Dietary FibreThe role of dietary fibre in bowel function was considered the most suitable criterion for establishing an adequate intake. Based on the available evidence on bowel function, the Panel considers dietary fibre intakes of 25 g per day to be adequate for normal laxation in adults. There is limited evidence to set adequate intakes for children. The Panel considers that the Adequate Intake (AI) for dietary fibre for children should be based on that for adults with appropriate adjustment for energy intake. A fibre intake of 2 g per MJ is considered adequate for normal laxation in children from the age of one year. The Panel notes that in adults there is evidence of benefit to health associated with consumption of diets rich in fibre-containing foods at dietary fibre intakes greater than 25 g per day, e.g. reduced risk of coronary heart disease and type 2 diabetes and improved weight maintenance. Such evidence should be considered when developing food-based dietary guidelines.

EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (2010a) Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. EFSA Journal 8: 1462.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/fullhttp://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1462



http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/full

http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1462

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.2903/j.efsa.2010.1462/full

http://www.efsa.europa.eu/en/efsajournal/pub/1462




Sources: EFSA Panel on Dietetic Products 2010a, USDA 2015, Food Safety Authority of Ireland 2011, The Nordic Council 2012,

National Health and Medical Research Council 2006.

- Dietary fibre and the prevention of chronic disease – should health professionals be doing more to raise awareness?, 2016



0

5

10

15

20

25

30

1964 1981 1991 1997 1998 1999 2000 2001 2003 2006 2010 2011 2013

Ingesta de FIBRA en España (g/día)

RD >25 g/d

cereales

43%

legumbres

4%

hortalizas

33%

frutas

19%

frutos secos

1%

FS: 6.4 g/día


ENNA (1964, 1981, 1991), MAPA (1997-2006), ENRICA (2010), ENIDE (2011), ANIBES (2013)https://www.ucm.es/innovadieta/encuestas

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nbu.12212/full#nbu12212-bib-0021









https://www.ucm.es/innovadieta/encuestas

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Sin título de diapositiva - ucm.es · La fibra soluble tiene estructura ramificada que le permite retener agua formando geles. ... •Celulosa β( 4) –polímeros de glucosa, 300